怎么用Redis Lua脚本实现ip限流

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引言

分布式限流最关键的是要将限流服务做成原子化，而解决方案可以使使用redis+lua或者nginx+lua技术进行实现，通过这两种技术可以实现的高并发和高性能。
首先我们来使用redis+lua实现时间窗内某个接口的请求数限流，实现了该功能后可以改造为限流总并发/请求数和限制总资源数。Lua本身就是一种编程语言，也可以使用它实现复杂的令牌桶或漏桶算法。
如下操作因是在一个lua脚本中（相当于原子操作），又因Redis是单线程模型，因此是线程安全的。

相比Redis事务来说，Lua脚本有以下优点

减少网络开销: 不使用 Lua 的代码需要向 Redis 发送多次请求, 而脚本只需一次即可, 减少网络传输;
原子操作: Redis 将整个脚本作为一个原子执行, 无需担心并发, 也就无需事务;
复用: 脚本会永久保存 Redis 中, 其他客户端可继续使用.

Lua脚本

local key = KEYS[1] --限流KEY（一秒一个） local limit = tonumber(ARGV[1]) --限流大小 local current = tonumber(redis.call('get', key) or "0") if current + 1 > limit then --如果超出限流大小     return 0 else --请求数+1，并设置2秒过期     redis.call("INCRBY", key,"1")     redis.call("expire", key,"2") end return 1

java代码

import org.apache.commons.io.FileUtils; import redis.clients.jedis.Jedis; import java.io.File; import java.io.IOException; import java.net.URISyntaxException; import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.concurrent.CountDownLatch; public class RedisLimitRateWithLUA {     public static void main(String[] args) {         final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);         for (int i = 0; i < 7; i++) {             new Thread(new Runnable() {                 public void run() {                     try {                         latch.await();                         System.out.println("请求是否被执行："+accquire());                     } catch (Exception e) {                         e.printStackTrace();                     }                 }             }).start();         }         latch.countDown();     }     public static boolean accquire() throws IOException, URISyntaxException {         Jedis jedis = new Jedis("127.0.0.1");         File luaFile = new File(RedisLimitRateWithLUA.class.getResource("/").toURI().getPath() + "limit.lua");         String luaScript = FileUtils.readFileToString(luaFile);         String key = "ip:" + System.currentTimeMillis()/1000; // 当前秒         String limit = "5"; // 最大限制         List<String> keys = new ArrayList<String>();         keys.add(key);         List<String> args = new ArrayList<String>();         args.add(limit);         Long result = (Long)(jedis.eval(luaScript, keys, args)); // 执行lua脚本，传入参数         return result == 1;     } }

运行结果

请求是否被执行：true
请求是否被执行：true
请求是否被执行：false
请求是否被执行：true
请求是否被执行：true
请求是否被执行：true
请求是否被执行：fals

从结果可看出只有5个请求成功执行

IP限流Lua脚本

local key = "rate.limit:" .. KEYS[1] local limit = tonumber(ARGV[1]) local expire_time = ARGV[2] local is_exists = redis.call("EXISTS", key) if is_exists == 1 then     if redis.call("INCR", key) > limit then         return 0     else         return 1     end else     redis.call("SET", key, 1)     redis.call("EXPIRE", key, expire_time)     return 1 end

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